(57)【要約】      （修正有）【課題】流れ状態と非流れ状態の２つの動作状態を提供する封止部材を有する、改善された流量バルブまたはブースタバルブを提供する。【解決手段】流量バルブ１０は、逆流を防ぐようにハウジングに係合する第１の状態を有する封止部材と、流量バルブ１０内の流路を部分的に遮断する支持部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを有するプラットフォームプラットフォーム３５とを備え、プラットフォーム３５は、流量バルブ１０内に流体を流すように、封止部材を流れを遮らない状態で支持する。【選択図】図３
2006189147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口および流出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、前記ブースタバルブ内の流路内に配置されているプラットフォームと、
封止部材と
を備えるブースタバルブであって、
前記プラットフォームは、前記流出口を前記流入口から隔離するために、前記封止部材の封止領域を、前記ハウジングの一部分に対して部分的に撓んだ封止状態で正常に保持し、前記封止部材は、前記封止部材の両側の流体差圧によって前記封止部材が前記封止状態から封止解除状態になり、それによって流入口から流出口への流体のブースタ流れが可能になるように、前記流入口の圧力が前記流出口より高いときそれに反応して撓むことができる、ブースタバルブ。
【請求項２】
前記封止部材がエラストマーを含む、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項３】
前記封止部材が、前記封止部材を前記ハウジング内の流れ領域の中央に維持するためのロケータを備える、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項４】
前記封止部材が、前記プラットフォームに係合し、前記封止部材を前記ハウジング内の流れ領域の中央に維持するための、ロケータポストを有する、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項５】
前記ロケータポストが前記封止部材の第１の面上にあり、さらなるロケータポストが、前記封止部材の反対側の面上にあり、前記ロケータポストと前記さらなるロケータポストが協働して、前記封止部材を前記ハウジング内の流れ領域の中央に維持する、請求項４に記載のブースタバルブ。
【請求項６】
前記ハウジングが、流体が内部を通って流れる挿入物を備え、前記挿入物が、前記封止部材を流れの中央に維持するためのロケータを備える、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項７】
前記封止部材が、ロケータを有するディスクを備え、前記ロケータが、前記ディスクの両面から延びる、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項８】
前記封止部材が、前記プラットフォーム上のロケータ用の凹部内に延びるロケータを備える、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項９】
前記プラットフォームが、前記プラットフォームの円周縁部を通り越す周囲流体流れを可能にするように前記ハウジング内中央に支持される、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１０】
前記プラットフォームが傾いた周辺支持領域を有する、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１１】
前記封止部材が、流れを通す挿入物と前記プラットフォームの間に配置される、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１２】
前記封止部材が、前記中央封止領域を備える可撓性のディスクを有し、前記中央封止領域が前記封止部材の前記封止領域の厚さより厚い、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１３】
前記封止部材の周辺領域が前記プラットフォームに支持係合したとき、前記ハウジングの一部分と前記封止部材の間を流体が流れることができ、前記プラットフォームの前記周縁部を通り越す周囲流れが可能になるように、前記プラットフォームが、その周囲全体にわたり前記ハウジングから十分に離れて配置される、前記請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１４】
前記プラットフォームは、前記封止部材が封止解除状態のときに、前記封止部材の周縁部を通り越す流れが可能になるように前記封止部材を片持ち支持する、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１５】
流体が前記封止部材の上流側に衝突することによって前記封止部材が前記プラットフォームに向かって押され、前記プラットフォームが、前記封止部材を流れを遮らない状態に維持するように支持する、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１６】
前記封止部材が流れ状態から非流れ状態にまたはその逆に撓むことを可能にしながら、前記封止部材を横方向の変位から保持するようにロケータを前記封止部材上に備える、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１７】
前記封止部材が弾性封止部材を含む、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１８】
前記封止部材が、前記ハウジングの前記部分を封止するための可撓性の周辺封止領域を含む、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項１９】
第１のビンと、
第２のビンと、
前記第１のビンを前記第２のビンに接続する空気圧輸送ラインと、
空気供給源と
を備える空気圧輸送システム内に配置されたブースタバルブであって、
空気供給源に接続された流入口および前記空気圧輸送ラインに接続された流出口と、プラットフォームにより内部が部分的に遮られた流路と、前記流路を閉状態に正常に維持する封止部材とを備え、前記封止部材が、前記輸送ライン内の圧力が前記空気供給源の圧力より低くなるとそれに反応して、前記プラットフォーム上に支持された前記封止部材の周りおよび前記輸送ライン内に空気が流れるように前記プラットフォーム上に変位可能であり、それによって前記輸送ライン内の物質の流量を増大させる、請求項１に記載のブースタバルブ。
【請求項２０】
前記プラットフォームがロケータを備え、前記封止部材が、前記封止部材の軸方向変位を可能にしながら前記封止部材の横方向変位を防止するためのロケータを備え、前記プラットフォームが、前記流入口と前記流出口の圧力差がない場合に、前記封止部材を前記ハウジングに対して封止状態で支持する、請求項１９に記載の空気圧輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、流量バルブに関し、より詳細には、輸送ラインの流体エネルギーを増加させると同時にブースタバルブ内の逆流を防ぐことを可能にする、差圧が低い状態に反応する可撓性の片持ち支持された封止部材を有する、ブースタバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブースタバルブなどの流量バルブの概念は、当技術分野でよく知られている。通常、ブースタバルブは空気圧輸送システムで使用され、輸送ライン内の空気より高圧の空気などの流体を挿入することによって、輸送ライン内の流体エネルギーを増加させ、輸送ライン内で物質を移送する助けとなる。このようなバルブの例は、Ｓｔｅｅｌｅの米国特許第４，３１３，６９９号、同第４，７０８，５３５号、および同第５，３４５，９６９号に見られる。
【特許文献１】米国特許第４，３１３，６９９号
【特許文献２】米国特許第４，７０８，５３５号
【特許文献３】米国特許第５，３４５，９６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ブースタバルブは、厳しい環境に耐え、長期間にわたって作動し、かつバルブ内の逆流を防がなければならない。さらに、ある状況では、ブースタバルブを差圧が極端に低い状態に反応させることが望ましい。本発明は、流れ状態と非流れ状態の２つの動作状態を提供する封止部材を有する、改善された流量バルブまたはブースタバルブを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ブースタバルブは、ディスク状の封止部材を備え、この封止部材は、半径方向外側に片持ち支持されており、封止部材の両側の圧力が等しい場合に撓んでハウジング内部の環状の封止面に係合する、連続した環状周辺領域を有する。封止部材の、ハウジング内部の環状封止面との部分的な周辺係合は、低い差圧での逆流を防ぐのに十分である。逆流圧力が増加した場合は、ディスク状の封止部材の中央部分が上に変位して、ハウジング内部の環状封止面から径方向内側に配置されている内部流体ポートをさらに遮断する。しかし、ブースタバルブ両端間の差圧が、変位を生じる差圧状態まで落ちると、ディスク状の封止部材の中央部分、および環状封止面に係合している封止部材の片持ち部分は、軸方向に移動可能となり、流れを遮らない状態で支持プラットフォーム上に支持される。その結果、流体として空気を使用する場合、輸送ライン内の圧力が下がり始めたほとんど直後に、輸送ラインに空気を加えることができる。したがって、ある動作段階では封止部材全体が流体流入ポートを封止し、別の動作段階では封止部材の弾力性により、斜め方向の封止が形成される。上流の圧力が下流の圧力を超える場合は、流量バルブ内の流体が封止部材にかける圧力によって、封止部材が流れを遮らずに支持された状態となり、流体が流量バルブ内を速く流れることができるようになる。
【０００５】
簡潔に述べると、本発明は、逆流を防ぐためにハウジングに係合する第１の状態を有する封止部材を備えた流量バルブと、流量バルブ内を通る流路を遮断するプラットフォームとを含み、プラットフォームは、封止部材を流れを遮断しない状態で支持して、流量バルブ内を流体が流れることを可能にする。より詳細には、本発明は、流量バルブ内の流路を部分的に遮断する支持プラットフォームとハウジング上の環状封止面との間に挟まれた環状の周辺封止領域を備える、ディスク状の片持ち支持された封止部材を有する流量バルブまたはブースタバルブを含み、支持プラットフォームは、封止部材の両側の圧力が等しい場合に、環状封止面と封止接触状態にある環状封止領域を正常に保持し、封止部材は、逆流圧力の増加に反応して流体ポートを遮断する状態に変位することができ、それによって周辺封止領域から径方向内部に配置された流体ポートを封止する。流入圧力が流出圧力を超える場合、封止部材は支持プラットフォーム上に変位可能であり、それにより、流体が流量バルブの流入口から流出口へ流れるときに、支持プラットフォームが封止部材を流れを遮断しない状態で支持することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、１対の雄ねじと雌ねじによって上部１１ｂとねじ係合している下部１１ａを含むハウジング１１を有する、流量バルブまたはブースタバルブ１０の正面図である（図３および図４参照）。ハウジング１１の上端には、流体がブースタバルブ１０に入ることを可能にする流入口１２があり、ハウジング１１の下部には、流体を通過させる流出口１３がある。
【０００７】
図２は、典型的な輸送システム２０を示す。ここで、物質を受け取るためのビン２１が、輸送ラインを介して離れた位置にあるビン２６および２７に供給を行うために使用される。ビン２１内の物質は、輸送ライン２２を介してビン２６に供給され、輸送ライン２５を介してビン２７にも供給される。ビン２６および２７は、それぞれビン２１から離れて配置されているため、摩擦損失によって輸送ライン内の流量が減少する可能性があり、より高圧の空気などの流体を輸送ラインに導入することによって輸送ライン内の流れを促進することが必要になることがある。図示したシステムでは、加圧された流体２３が、導管２４を通して輸送ライン２２上にあるブースタバルブ１０に空気を供給し、同様に、導管２８を通して、輸送ライン２５上にあるブースタバルブ１０に空気を供給する。
【０００８】
空気圧輸送システム２０の動作に際しては、追加の輸送エネルギーとして高圧空気を輸送ライン内に送り込み、この高圧空気によってビン２６および２７への物質の移送を助ける。ブースタバルブ１０はチェックバルブとしても動作するため、輸送ライン２２および２５の圧力が誤って高圧空気供給源２３内の流体圧力を超えた場合にも、輸送ライン内のいかなる物質も、高圧空気の供給源２３内に流入することが妨げられる。
【０００９】
図３は、流入圧力Ｐ２と流出圧力Ｐ１が等しい場合の、閉状態である本発明のブースタバルブ１０の断面図である。ブースタバルブ１０は、流入口１２と、圧力計などを取り付けるための任意のポート３０とを有する上側ハウジング１１ｂを備える。上側ハウジング１１ｂは、ねじ部１１ｅおよび１１ｆによって下側ハウジング１１ａと連結されている。上側ハウジング１１ｂと下側ハウジング１１ａとの間に封止リング１９が延びて、ハウジング１１内に封止チャンバまたは流路３７を形成している。上側ハウジング１１ｂ内には、流れ挿入物３１または流れ直線化部が配置されており、挿入物３１は、流体をチャンバ１８から送り出して封止部材４０の上面４１ｆに衝突させる挿入物３１の周囲に、間隔をおいて配置された１組の流れ開口３１ａを備える上側基部を形成している。挿入物の中央には円筒型の側壁を有するロケータ３２が配置されており、ロケータ３２は、封止部材４０の軸方向の変位を可能にしながら、ロケータ４０ａを、したがって封止部材を、横方向に変位させないよう保持している。封止部材が図３に示した位置にある場合は、上面４０ｆは、挿入物３１の下側の封止領域支持面３１ｃから離れている。封止部材４０の周辺領域４０ｂは片持ち支持されて、環状封止面１１ｃと封止係合している。環状封止面１１ｃは傾いており、周辺封止領域を斜めに押さえることにより斜めの封止を形成し、それによって流出口を常に流入口から封止する。つまり、封止部材は、圧力平衡状態下では撓んで封止を形成する。したがって、封止部材４０が弾性を有し、片持ち支持されてハウジングと係合しているので、封止部材は斜めに閉じた状態となり、そのため、下流圧力Ｐ１が上流圧力Ｐ２をわずかに上回っても、流出口から流入口への逆流は生じない。
【００１０】
図９の分離された上面図に示された流れ挿入物３１は、流れ挿入物の周囲に間隔をおいて配置された１組の流路３１ａを備えている。流れ挿入物３１の中央には、ロケータ３２が位置決めされている。流れ挿入物３１の外側の円周縁部には、棚部３１ｂが配置されており、これによって、図３で示したように、流れ挿入物を、上側ハウジング１１ｂ上の対合するリップ内に手動で取り付けることが可能になっている。したがって、挿入物を、道具を使わずに動作位置に配置することができる。図１０は流れ挿入物の分離図であり、挿入物をハウジング１１に取り付ける際に係止部となる、棚部またはリップ３１ｂを示している。
【００１１】
ハウジング１１内には、ハウジング内の流体の流れを遮るプラットフォーム３５が配置されている。すなわち、プラットフォーム３５は、プラットフォームリップ３５ｐを通り越す外周流路すなわち環状流路を形成するように、ハウジング１１内の流れ領域３７の中央に支持されている。プラットフォーム３５は、図５〜図８により詳細に示してある。図５は、径方向外側に延びる支持部３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄを備える円形のプラットフォーム１２の上面図である。これらの支持部は、ハウジング１１ａに係合して、プラットフォーム３５を流れを遮断する状態で中心に支持し、そのためハウジング内を流れる流体は、プラットフォーム３５の円周縁部３５ｐの周りを流れなければならない。プラットフォーム３５の上側は、環状の平らな部分３５ｅと、図６により明確に見られる、傾斜した周辺領域３５ｆとを有する。図３は、傾斜した封止領域１１ｃの付近に配置された、傾斜した領域３５ｆを示す。ロケータ３５ｇがプラットフォーム３５の中央に位置決めされており、ロケータ３５ｇは、封止部材４０の対合するロケータを内部に保持することができる円筒状の側壁を有している。図５は、支持部または脚部３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄの長さをｘで示した、プラットフォーム３５の上面図である。図７は、プラットフォームの上側斜視図であり、図８は、下側斜視図であり、それぞれプラットフォーム３５から径方向外側に延びる支持部または脚部プラットフォーム３５ａ、３５ｂ、３５ｃおよび３５ｄを示している。
【００１２】
図３では、プラットフォーム３５は中央流れ領域に保持されており、径方向に延びる脚部３５ｃおよび３５ｄと、この断面図では示されない脚部３５ａおよび３５ｂとによる流れ遮断部を形成している。プラットフォーム３５は、外側円周リップ３５ｐを備え、この外側円周リップ３５ｐは、ハウジング１３内の円周領域１３ａから距離ΔＲ離れて位置し、プラットフォーム３５の周縁部の周りに環状流路を形成している。
【００１３】
図３に示した実施形態では、ディスク状の封止部材４０は、流れ挿入物３１とプラットフォーム３５の間に位置決めされ、部分的にプラットフォーム３５によって支持されている。封止部材４０が、図１１の分離された側面図および図１２の分離された斜視図に示されている。封止部材は、エラストマーなどの可撓性材料でできた平らなディスク４０ｂを備える。封止部材４０の中央部には、ポストを有する上側ロケータ４０ａが配置されており、封止部材４０の中央部の反対側には、やはり封止部材４０から延びるポストを有するさらなるロケータ４０ｃが配置されている。封止部材４０を示すこの実施形態では、ロケータ４０ａおよび４０ｃはゴムなどの弾性材料でできている。ただし、ロケータ４０ａおよび４０ｃは、封止部材を中央位置に維持するために使われるので、他の材料で作ることもできる。封止部材４０は、プラットフォーム３５と挿入物３１の間に位置決めされる一片の成型部材であることが好ましいが、所望なら、封止部材４０を複数の部品で形成することもできる。
【００１４】
図１１は、封止部材４０が、ロケータ４０ａおよび４０ｂの中央軸３９に対してほぼ垂直に延出している、緩和状態の封止部材４０の側面図である。ロケータ４０ａは上側センタリング部材を構成し、同様に、ロケータ４０ｂは下側センタリング部材を構成している。ロケータ４０ａおよび４０ｂは、先に示したようなエラストマー材料、または封止部材４０に固定可能なその他の材料から作製することができる。ロケータの用途は、ブースタバルブが流れ状態または非流れ状態にある場合に、封止部材を中央位置に維持することである。フランジ４０ｄが、封止部材４０の下側の一部分に沿って平行に延びており、ロケータ４０ｂがフランジ４０ｄのハブとなっている。したがって、封止部材４０は、上側ロケータおよび下側ロケータを備え、両ロケータにより封止部材の径方向変位が制止されるが、封止部材４０の軸方向変位は可能になる。
【００１５】
図３は、プラットフォーム３５によって支持された可撓性部材４０のフランジ４０ｄを示す。図では、封止部材の外側周辺領域４０ｂがハウジング１１ｂの環状部分または環状封止領域１１ｃと接触状態にある。すなわち封止部材は、図１１に示すように、正常に片持ち支持されて径方向外側に延びる。しかし、フランジ４０ｄは、ハウジング内に挿入されたときプラットフォーム３５に係合して、封止部材４０を上向きに支持し、これによって、封止部材の周辺領域がハウジング１１ｂの環状封止部分１１ｃと接触して、封止部材４０を通り越す逆流を防ぐ斜めの封止を形成する。したがって、圧力領域３７内の圧力がわずかでも上昇すると、封止部材４０ｂはバルブ１０を通る流れをさらに封止するので、流出口１３からの流体は、封止部材４０ｂを越えて流れることができない。すなわち、圧力がさらに上昇すると、封止部材４０全体が流れ挿入物３１の下側支持面３１ｃに押し付けられて、バルブ１０内の逆流を防ぐ。図３Ａは、バルブ１０を通る流れが、複数の流れポート３１ａにわたって延在する封止部材４０によって遮断された状態を示す。図３Ａは、封止部材４０がハウジング１１内で軸方向に変位しても、封止部材が径方向に変位することを防ぐことにより封止部材４０を中央位置に維持することができるロケータ４０ａを示す。したがって、図３および図３Ａに示した図では、下流圧力Ｐ１が上流圧力Ｐ２以上である限り、下流圧力Ｐ１が実質的に上昇しても、封止部材とハウジングの間の封止区域が増大して、バルブ１０を通る逆流は防止される。したがって、バルブ１０は、封止部材４０のブロウアウトを生じずに、広範囲の差圧にわたって動作することができる。
【００１６】
下流圧力Ｐ１が上流圧力Ｐ２より低くなった場合は、加圧された流体を加えて、圧力を、したがって輸送エネルギーを適切なレベルまで上げることが望ましい。本発明では、圧力Ｐ２が圧力Ｐ１を超えると、封止部材４０は、その両側の差圧に反応して封止を解除する。これによって、流体を高圧領域Ｐ２から低圧領域Ｐ１へ流すことが可能になる。
【００１７】
図４は、開状態の流量バルブ１０を示す。開状態では、周縁４０ｂを備える封止部材４０は下側に撓み、プラットフォーム３５の傾いた周縁３５ｆによって支持される。すなわち、このとき高圧空気Ｐ２は、支持されていない周縁３５ｆを環状封止表面１１ｃから離す方向に押し、矢印で示したように流路３１ａを通じて流体を流すことを可能にする。プラットフォーム３５がその上に封止部材４０を支持するところまで、流体圧力によって封止部材４０が変位する。傾いた環状面３５ｆによって、エラストマー封止部材４０が、プラットフォーム３５上で流れを妨げない状態に変位することが可能になる。矢印からわかるように、流体は次いで、封止部材４０ｂに沿い、縁１１ｃを越えて径方向外側に流れ、流出口１３に入る。この状態では、加圧された空気などの流体は、流入口１２から流出口１３へ流れ、パイプラインに流入して、輸送ライン内の輸送流路の圧力およびエネルギーを増大させることができる。プラットフォームがハウジング内の流路を遮るので、可撓性の変位可能な封止部材を、プラットフォームと流入する流体の圧力とによって、流れを遮らない状態で支持することができる。これによって、流体が、封止部材４０に沿って流れ、周縁４０ｆを通過し、プラットフォーム３５とハウジング１１の間に形成された環状流路内を流れることが可能になる。
【００１８】
したがって本発明は、内部に流路４７を有するハウジング１１を備えた流量バルブと、ハウジング内の流路に流れを遮るように位置決めされたプラットフォーム３５とを含み、弾性の封止部材４０が、プラットフォーム３５の近傍に配置されている。圧力Ｐ２とＰ１が等しい緩和状態では、封止部材４０は、ハウジング１１内の封止領域１１ｃと正常に係合して、流体が流量バルブ内で第１方向へ流れないようにし、封止部材４０は、流体が流量バルブ内で第２方向へ流れるのに反応して、プラットフォーム３５上に弾性的に変位可能であり、プラットフォーム３５は封止部材４０を流れを妨げない状態で支持する。したがって流量バルブは、空気圧輸送システム用のブースタバルブ１０とすることができる。ブースタバルブでは、ハウジングは流入口１２および流出口１３を有し、プラットフォーム３５は、ブースタバルブの流路内に配置されている。バルブ１０は、封止部材４０を備え、プラットフォーム３５は、封止領域４０ｂをハウジングの部分１１ｃに対して部分的に撓んだ封止状態で正常に保持して、流出口から流入口への逆流を防ぐ。封止部材４０は、流入口の圧力が流出口よりも高いときそれに反応して撓み、封止部材４０の両側の差圧によって封止部材を封止状態（図３および図３Ａ）から封止解除状態（図４）にし、それによって流入口１２から流出口１３への流体のブースト流れを可能にする。
【００１９】
流量バルブおよびブースタバルブでは空気などの気体が最もよく使用されるが、本発明では、液体などの流体を使用することもできる。さらに、本発明の流量バルブをチェックバルブとして使用して、逆流を防止することもできる。
【００２０】
図１３は、１組のボルト５２、５３、５４、５５、５６、および５７（図１４参照）によって互いに近接して保持された上側部材５１ａと下側部材５１ｂを備えるハウジング５１を有する、インライン型流量バルブ５０の代替実施形態の正面図である。流量バルブ１３は、ハウジング５１の一端から延びる流出口６０と、ハウジング５１の反対側の端部から延びる流入口６１とを備える。図１５の流量バルブでは、流入口６１および流出口６０が、中央軸線５９に沿って配置されている。
【００２１】
図１４は、図１３の流量バルブの上面図であり、流入路６１ａがハウジング５１に対して中央に配置された、流入口６１を示している。同心状に間隔をあけて配置された１組の流路６３ａを有する流れ直線化部６３が、流入ポート６１から見える。流入口６１は、バルブを流体の供給源にねじ接続することを可能にするねじ部６１ａを備える。
【００２２】
図１５は、図１４の線１５−１５に沿った、図１４の流量バルブ６０の断面図である。流量バルブは、上側ハウジング５１ａとして、あるいは図３に示したように別個の構成要素として形成することができる流れ挿入物６３を備える。同様に、下側ハウジング６４は、同心状に位置決めされ、その中を通る流体を方向付ける、１組の流路６４ａを備える。図１５の実施形態では、流量バルブのハウジング５１を形成する流量バルブの上側ハウジング５１ａおよび下側ハウジング５１ｂは、円周上に間隔をおいて配置された６本１組のボルト（図１４参照）によって、互いに近接して保持されている。図１５は、一端にワッシャ５７ａを有し、反対側の端部にワッシャ５７ｂおよびナット５７ｃを有するボルト５７を示す。ボルト５７は、ハウジング５１ａ内の穴６０ｅおよびハウジング５１ｂ内の穴６０ｄを通って延びている。この２つの穴の間に、プラットフォーム支持リング７０が挟まれており、支持リング７０は、内部にボルトが延びる穴７０ａを有する。その他のボルトもそれぞれ同様に配置されるので、ここでは説明しない。したがって、ボルト５７およびナット５７ｃとその対応部品は、協働して、上側ハウジング５１ａと下側ハウジング５１ｂとを封止状態に保持する。
【００２３】
図１５は、撓んだ状態の外側周辺封止領域９０ａを有するディスク状の封止部材９０を示しており、周辺封止領域は、封止部材９０が本来弾性を有するため、斜めの封止を形成している。すなわち、封止部材９０は、いずれも中央軸線１００に沿って延びる上側ロケータ９３または一体型ポスト、および下側ロケータ９４または一体型ポストから、横方向すなわち径方向外側に延びるように形成されている。封止部材の外側周辺領域９０ａは、通常の径方向に延びた状態から撓んで、ハウジング封止面５１ｄに係合し、外側周辺領域９０ａを封止部５１ｄに押し付けて保持して、バルブ６０の流入口と流出口との間に斜めの封止を形成する。すなわち、斜めの封止によって、封止部材９０の両側の流体差圧を利用せずに、流入口を流出口から隔離する。しかし、流入圧力が流出圧力より大きくなると、斜めの封止が解除されてバルブ６０を開き、流入口６１から流出口６０に流体を流す。反対に、流出圧力が上昇して流入圧力より大きくなると、封止部材９０が上方に変位して、圧力封止状態となり、流れポート６３ａ内の流体の流れを遮断する。
【００２４】
図１６は、上側ハウジング５１ａを下側ハウジング５１ｂに組み付けるための、円周上に間隔をおいて配置された１組の穴７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅおよび７０ｆを有する、プラットフォーム支持リング７０の切開斜視図である。プラットフォーム支持リング７０は、互いに等間隔離して配置された、プラットフォーム８０を支持するための、３個１組の同一のプラットフォーム耳スロットを備える。図１６では、耳スロット７２および７１のみが見える。各耳スロットは、プラットフォーム８０の耳を受け、プラットフォーム８０を、流路８５内の中央に、流れを遮る状態で支持する。
【００２５】
プラットフォーム８０が、図１７に分離された図で示されている。プラットフォーム８０は、流量バルブがブースト状態のときに封止部材を支持するという点で、プラットフォーム３５と同様である。プラットフォーム８０は、プラットフォーム支持リング７０の耳スロット内に挿入される、放射状に延びた１組の耳８１、８２、および８３を備える。プラットフォーム支持部８０は、ハウジング５１内の流路８５の流れを遮るように、中央に配置される。すなわち、プラットフォーム８０は、ハウジング５１内を通る流体の中央での流れを遮るが、流体が周辺リップ８０ｅを越えて流れることはできる。すなわち、プラットフォーム８０は、リップ８０ｅを通過する外周流路または環状流路を形成するように、ハウジング５１内の流れ領域８５の中央に支持される。プラットフォーム８０の上側は、封止部材９０を支持する平らな環状部分８０ｂと、封止部材の両側の差圧がほとんどまたは全くない状態のときは封止部材９０を支持しない、環状の傾いた部分８０ｃとを含む。プラットフォーム８０の中央には、ロケータ８０ｃが配置され、円筒状の側壁を備えている。この側壁は、封止部材が開状態から封止状態に移動するか、またはその逆のときに、封止部材９０が横方向すなわち径方向に変位することを防ぐように、封止部材９０から延びた対合するロケータ９４またはポストを保持することができる。
【００２６】
図１８は、封止部材９０の代替実施形態の切開斜視図である。封止部材９０は、かかる力に反応して封止部材が撓むことを可能にしながら、さらなる構造的支持を封止部材に提供するために封止部材９０内に埋め込まれた支持織物９１を含むこと以外は、封止部材４０と同じである。すなわち、織物は、封止部材を、封止部材をバルブ６０からブロウアウトさせる恐れのあるより高いブロウアウト圧力状態、すなわちより高い差圧状態におくことを可能にするために使用される。
【００２７】
図１８ａは、封止部材９０の側面図である。封止部材９０は、より大きい中央ポート封止領域を形成するための、厚さｔ２の中央封止部材領域９０ｅより通常は薄い厚さｔ１を有する外側周辺封止領域９０ｆを含む。中央封止領域９０ｅは、直径がｘであり、これは、ポート６３ａを覆うことができる流れ挿入物６３の直径とほぼ等しい。この実施形態では、この２つの厚みが異なるので、封止部材がさまざまな圧力状態で反応して封止することが可能となる。すなわち、外側周辺領域９０ｆは、図１５に示したように、差圧ゼロ状態で撓んで封止係合を提供する。流入口内の流体を、封止部材の両側の差圧によって排出口内の流体から隔離する必要がないため、これを斜めの封止と呼ぶ。しかし、逆流圧力、すなわち排出口内の圧力が実質的に上昇した場合、外側部分９０ｆよりも厚い、すなわち重厚な中央封止部材９０ｅは、より大きい差圧に耐えることができる。中央封止領域の直径ｘが流れ挿入物６３の直径ｘ以上の大きさであるため、中央封止領域９０ｅはポート６３ａを遮断することができることが、図２１に示されている。大きい中央封止領域９０ｅは、封止部材のブロウアウトを生じることなく、かなりの差圧に耐えることができる。図２１は、中央領域９０ｅがどのように高圧逆流封止を形成するかを示している。すなわち、封止領域９０ｅは流れ挿入物６３の下側６３ｂに係合して、そのポート６３ａを遮断する。
【００２８】
図１８は、織物９１が内部に延在している封止部材９０の断面図である。封止部材９０にさらなる支持を提供するために、織物以外の補強用の可撓性材料を使用することができることを指摘しておく。
【００２９】
図１９および図２０は、バルブ６０の動作中の、封止部材９０の様々な位置を示している。図１９は、圧力Ｐ３と圧力Ｐ４が等しいまたは実質的に等しい、差圧ゼロ状態にある封止部材９０を示している。斜めの封止状態と呼ばれるこの状態では、封止部材９０の外側周辺領域が、封止面５１ｄとの弾性係合のみによって、内側ハウジング５１上の環状封止面５１ｄと封止係合するように保持されている。この状態では、封止部材９０の両側の差圧が上昇すると、流量バルブ６０の２つの異なる動作モードが生じることができる。流入圧力Ｐ３が流出圧力Ｐ４より大きい場合は、図２０に示したように、封止部材９０が、プラットフォーム８０によって支持されるところまで下方向に変位するので、斜めの封止が解除される。この状態で、流体はハウジング６０内を流れ、流量バルブ６０内の流路８５内に流れを遮断しない状態でプラットフォーム８０により保持されている、封止部材９０の周りを流れる。矢印は、バルブ６０内の流れの方向を示している。
【００３０】
流出圧力Ｐ４が流入圧力Ｐ３を超えた場合、流量バルブ６０が、流出口６０から流入口６１への逆流を防ぐためのチェックバルブとして機能する。図２１は、流体差圧の上昇により封止部材９０が上方向に変位し、封止部材９０の上側封止面９０ａが流れ挿入物６３上の支持面６３ｂによって支持された状態を示している。この状態では、ポート６３ａを遮断して流量バルブ６０内の逆流を防ぐ状態に中央封止部材９０ｅを保持するための封止力が、差圧によってもたらされる。さらに、封止部材の軸方向変位によって、封止部材は、封止部材９０の中央封止領域９０ｅがより強力な支持を得ることができ、したがって流出圧力が流入圧力を実質的に上回った場合に封止部材のブロウアウトを防ぐことができる状態に位置決めされる。
【００３１】
したがって、本発明は、流入口および流出口を備えるハウジングと、ハウジング内の可撓性封止部材とを有するブースタバルブの、複数の実施形態を含む。この可撓性の封止部材は、少なくとも部分的に撓んで、流入口の流体を流出口の流体から隔離するように斜めの封止を形成し、流入口の圧力が流出口より高いときそれに反応して斜めの封止を解除し、封止部材を隔離状態から開状態へと変位させ、それによって、流体のブースト流れを流入口から流出口へ流す。封止部材の一端は、図示したような中実構造、あるいは多孔性または可撓性構造を有する、流れを妨げない状態で封止部材を保持することができるプラットフォームによって支持されている。流出口にかかる圧力が流入口にかかる圧力を超えた場合は、ポスト９５および９６によって横方向の変位が抑えられた封止部材が、ポート６３ａを遮断するように流れ挿入物６３によって支持され、それによって、流出圧力が流入圧力を実質的に上回ったとしても、流出口から流入口への流れを妨げる。
【００３２】
したがって、本発明は、流入口および流出口を備えるハウジングと、ハウジング内の弾性封止部材とを有するブースタバルブを含む。この可撓性の封止部材は、少なくとも部分的に撓んで、流入口の流体を流出口の流体から隔離するように斜めの封止を形成し、流入口の圧力が流出口より高くなるとそれに反応して斜めの封止を解除し、封止部材を斜めの封止状態から開状態へと変位させ、それによって、流体のブースタ流れを流入口から流出口へ流す。ブースタバルブは、ハウジング内に配置されるプラットフォームを備えることができる。プラットフォームは、流体が流入口から流出口に流れるときに、封止部材を流れを妨げない状態で保持するようにブースタバルブ内の流路内に配置される。この弾性部材は、補強用の織物を内部に備える。所望なら、可撓性の封止部材の撓みを、プラットフォーム上の封止部材による支持のみによって維持することができる。封止部材は、封止部材を流路内中央に維持するためのロケータを備えることができる。ロケータは、封止部材の第１の面から延び、別のロケータは、封止部材が封止状態から開状態に変位したときに、封止部材を流路内中央に維持するように封止部材の第２の面から延びることができる。動作に際しては、流出口の圧力が流入口より高いとき、封止部材が斜め状態から封止状態に変位し、この封止部材は、流体流入ポートを遮断しそれによってブースタバルブ内の流れを妨げるさらなる封止部材を含む。流出口よりも流入口の圧力が高い状態では、システムは、斜めの封止を解除してバルブ内に流体を流すことを可能にするのに十分な力を生じる。
【００３３】
本発明は、封止係合のための中央封止領域および周辺封止領域を有する、中心軸線から径方向外側に延びた弾性部材と、弾性部材が横方向に変位することを防ぐように中心軸線上に位置決めされたロケータとを備えるブースタバルブを含む。ブースタバルブの封止部材は、円形ディスク形状の一片のエラストマーとすることができる。さらにブースタバルブ封止部材は、ブロウアウトを防止するために、ブースタバルブ封止部材の周辺封止領域よりも厚い、ブースタバルブ封止部材の中央封止領域を備えることができる。さらに、補強部材を内部に埋め込むこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のブースタバルブの正面図である。
【図２】輸送システムの輸送ラインに図１のブースタバルブが配置された、輸送システムを示す図である。
【図３】正常に閉じた状態である図２のブースタバルブの断面図である。
【図３Ａ】逆流圧力がブースタバルブへの流入圧力を実質的に上回っている、支持された状態の図３のブースタバルブの断面図である。
【図４】開状態である、図３のブースタバルブの断面図である。
【図５】図１のブースタバルブの流路内に配置されているプラットフォーム挿入物の上面図である。
【図６】図５のプラットフォーム挿入物の側面図である。
【図７】図５のプラットフォーム挿入物の上側を示す斜視図である。
【図８】図５のプラットフォーム挿入物の下側を示す斜視図である。
【図９】図１のブースタバルブの流れ挿入物の断面図である。
【図１０】図９の流れ挿入物の、線１０−１０に沿った断面図である。
【図１１】図１のブースタバルブ内にある封止部材の側面図である。
【図１２】図１１の封止部材の斜視図である。
【図１３】流量バルブの代替実施形態の正面図である。
【図１４】図１３の流量バルブの上面図である。
【図１５】図１４の流量バルブの、図１４の線１５−１５に沿った断面図である。
【図１６】プラットフォーム支持リングの切開斜視図である。
【図１７】図１６のプラットフォーム支持リングと係合する耳を有するプラットフォームの斜視図である。
【図１８】織物の支持体を有する封止部材の代替実施形態の切開斜視図である。
【図１９】差圧ゼロ状態での、図１３の流量バルブを示す図である。
【図２０】封止部材が流れを遮らない状態で流量バルブ内のプラットフォーム上に支持されたときに、流体が流量バルブを通って送られる、ブースト状態にある図１３の流量バルブを示す図である。
【図２１】封止部材が流量バルブ内の逆流を防いでいる、閉状態にある図１３の流量バルブを示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ブースタバルブ
１１  ハウジング
１１ａ  上部ハウジング上部
１１ｂ  ハウジング下部
１１ｃ  環状封止面
１２  流入口
１３  流出口
１８  チャンバ
３１  流れ挿入物
３１ａ  流れポート
３１ｃ  封止領域支持面
３２  ロケータ
３５  プラットフォーム
３５Ｐ  外側円周リップ
４０  封止部材
Ｐ１  下流圧力
Ｐ２  上流圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【外国語明細書】
2006189147000001.pdf